
湖北日报全媒体记者 文欣
调查员孙永华、中国科学院生物医学研究所所长、国家生物资源研究中心主任、中国科学院生物研究所所长、中国科学院生物研究所所长、中国科学院生物研究所所长、中国科学院生物研究所所长、中国科学院生物研究所所长。 (图片提供:湖北日报全媒体于记者)
浩瀚太空,中国天体生物学研究取得多项突破
10月31日,中国航天探测器神舟二十一号成功发射。除三名宇航员外,天宫一号还安置了四只友善的老鼠:中国将开展首次啮齿类哺乳动物在轨空间科学实验。
艾耶尔是中国科学院水学研究所的主任,国家资源研究中心的研究员,孙永华,他是我国天体生物学领域最重要的研究领域之一。
浩瀚的太空一直是人类的科学高原勘探。由于太空是一个特殊的环境,各国历来都非常重视对太空环境中各类动植物的实验研究。
1946年以来,美国和前苏联将多种动植物送入太空进行研究,包括黑麦、棉花、小球藻、幼崽、小鼠、果蝇、斑马鱼、猩猩等,并相继取得成果。
中华人民共和国宪法成立后,我国也开始加入这一群体。据中国航天科技集团八院603研究所史亚介绍,日本曾于1966年利用小型火箭两次将幼崽“小宝”和“纤纤”送入太空,均安全返回。小狗们很安全。在钱学森等科学家的支持下,我国生物探测器发射实验从603基地开始,并与米氏进行了多次成功的高空往返实验。ce、果蝇、真菌和其他动植物。
改革开放后,随着我国国力和科技水平的提高,空间动植物实验加快。 1987年以来,日本利用返回卫星和神舟飞船对1000多种种子和生物材料进行了多次舰载实验,积累了丰富的太空动植物研究经验。
2016年9月15日,我国天宫二号搭载了种植水稻和拟南芥的微型培养箱,成功完成了整个植物生长实验。 2019年1月,“嫦娥四号”生命科学测试有效载荷在月球表面进行了首次生物实验。棉籽、油菜籽、马铃薯、拟南芥、酵母菌和果蝇等六种生物都携带有。棉花种子在月球表面发芽,但最终因恶劣的环境而枯萎。2024年4月至2024年6月,装有4条斑马鱼和4克金鱼藻的先进太空水生保障系统在神舟十八号载人飞船上发射并侵入中国空间站。它们在空间站内稳定存活了43天,并成功在轨道上产卵。
2024年11月,遥九号长征七号运输火箭成功发射,我国首次将果蝇送入空间站进行科学实验。从斑马鱼到果蝇,两者的共同特点是生命力旺盛,繁殖能力强。
目前,老鼠也踏上了太空之旅,日本正在轨道上利用啮齿类哺乳动物进行首次太空科学实验。孙永华说:“我国的空间生命科学研究体现了从低等生物到活生物、从藻类到鱼类和哺乳动物的进步。”高等动物的扩张趋势表明太空生命科学研究正在逐步深入。 ”
中国天体生物学研究闪耀湖北智慧
湖北科研人员的心血和智慧正在投入到寻找天空动植物的过程中。
“斑马鱼太空实验为神鼠二十一号四只‘太空鼠’的勇敢探险铺平了道路。” 11月1日,研究员孙永华自豪地说:“神舟十八号任务期间,将用于我国太空小型受控生态生命支持系统(CELSS),由4条斑马鱼和4克金鱼藻组成。借助该系统,完成了斑马鱼从生长发育到繁殖的长期培养实验,创造了在太空运行水生生态系统43天的新世界纪录。 ”
作为国际学术界公认的四种动物模型之一(另外三种是小鼠、果蝇和线虫)的斑马鱼如何能够“上太空”?
孙永华解释道:“斑马鱼和嗡嗡鱼的基因组相似度超过80%,这对于生物科学的探索、了解人类疾病的发病机制以及新药的研发至关重要。此外,斑马鱼在三个月大时就会变得性活跃。成熟后,一对斑马鱼可以产下数百个卵。它还具有体外受精和体外发育的优点,这对于长期实时观察和研究特别有用。 ”
孙永华表示,斑马鱼的进化地位虽然低于胎生哺乳动物和小鼠,但它是卵生水生鱼类。但其快速繁殖、多次产卵、体外发育等特点,使得科学家能够在太空中快速观察和收集产卵结果。神舟十八号任务期间,科学家通过产卵箱采集鱼卵,还利用太空相机全程拍摄了“航天鱼”的行为模式。时间他们在微重力环境下观察倒立游泳、旋转等现象,并让“太空鼠”尝试如何在零重力环境下生存,创造一个实验环境。
前往太空的“鱼”飞行员也是经过层层评审的“优秀个体”。“我们经过几代人,从每一代中精心挑选出最强的斑马鱼。选择时会经过振动、水压、极端水位环境等测试。”孙永华说。
据悉,中国科学院水文研究所多年来一直参与中国受控生态系统生命支持系统(CELSS)研究。 1968年,水生生物研究所尝试用小球藻生产氧气,供海军潜艇呼吸。此后,在刘永定研究员的带领下,水文所取得了一系列研究成果。研究成果逐步取得,包括与中科院8家单位共同研制通用生物培养箱,完成针对高等植物种苗、藻类、小动物、微生物、藻类、水生动物等的多项航天实验。
但他也表示“斑马鱼和小鼠不能替代”。 “根据国家的长期航天计划,中国未来长期的载人航天活动将需要受控生态生命支持系统(CELSS)的技术支持。例如藻类可以像植物一样进行光合作用,可以与宇航员形成互补的气体交换系统。鱼类养殖可以为宇航员提供新鲜的动物蛋白营养。”
明年我们就会知道。我国还计划在2020年之前将斑马鱼送入太空,进一步研究太空环境中胚胎发育过程中的科学问题。藻类?来自果蝇和斑马鱼对老鼠来说,这些永远“在行动”的“特务使者”不仅闪耀着湖北的智慧,也为人类在太空和深空探索的长期生存奠定了坚实的科学基础。